合金鋁管稀土元素優(yōu)良性能鋁鐵合金具有低密度、高硬度、良好的耐熱性、耐磨性、抗腐蝕性等諸多優(yōu)良性能,使得鋁鐵合金在汽車、兵器、航空航天等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。鋁鐵合金中A13Fe等金屬間化合物屬于脆性化…
合金鋁管稀土元素優(yōu)良性能
鋁鐵合金具有低密度、高硬度、良好的耐熱性、耐磨性、抗腐蝕性等諸多優(yōu)良性能,使得鋁鐵合金在汽車、兵器、航空航天等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。鋁鐵合金中A13Fe等金屬間化合物屬于脆性化合物,且形狀多為針狀或片狀,割裂基體較為嚴(yán)重,容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,顯著降低鋁鐵合金的力學(xué)性能。通過對熱軋板、冷軋板、退火板的微觀組織、元素分布、顯微硬度、抗拉強度和延伸率分析可知,在鑭元素添加量為0.2wt.%時,Al-1.42Fe合金的微觀組織較好,鋁鐵相細(xì)化明顯且分布均勻,顆粒狀的鐵元素和鑭元素分布均勻,合金的顯微硬度和抗拉強度適中,延伸率較好。冷軋板、退火板及熱軋板的硬度依次降低,且不同鑭元素添加量時的變化規(guī)律同鑭元素對鑄錠的影響類似。冷軋板的抗拉強度在不添加鑭元素時和鑭元素添加量為0.4 wt.%時較高,退火板的抗拉強度在不添加鑭元素和鑭元素添加量為2.0 wt.%時較高。冷軋板的延伸率整體較低,部分退火板的延伸率偏低,與冷軋板的延伸率接近,僅在鑭元素添加量為0.2 wt.%和1.5 wt.%時延伸率較高。綜合分析稀土元素鑭對鑄態(tài)和軋制態(tài)鋁鐵合金的影響可知,對于鑄態(tài)鋁鐵合金,Al-1.25Fe合金鋁鐵相大多分布在晶界處,添加鑭元素后晶粒細(xì)化效果明顯,且有一定的變質(zhì)效果;Al-1.89Fe合金、A1-2.98Fe合金的組織中存在粗大的鋁鐵相,且通過添加稀土元素鋼和均勻化處理的方式均不能完全消除,Al-1.25Fe合金屬于亞共晶鋁鐵合金,因此認(rèn)為亞共晶鋁鐵合金在進行軋制工藝時性能更好。因此,研究稀土元素鑭對鋁鐵合金組織及性能的影響對鋁鐵合金在工業(yè)方面的生產(chǎn)和應(yīng)用具有重要意義。本課題以內(nèi)蒙古中拓鋁業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的鑄態(tài)和軋制態(tài)鋁鐵合金為研究對象,主要用于鋁塑復(fù)合膜中間層的鋁箔制品,采用微觀組織觀察、掃描電鏡分析、顯微硬度測量、力學(xué)性能檢測的方法,系統(tǒng)地研究了稀土元素鑭對鋁鐵合金組織及性能的影響。以Al-1.25Fe合金、Al-1.89Fe合金、Al-2.98Fe合金為代表,對不同鑭元素添加量的亞共晶、共晶、過共晶鋁鐵合金的鑄錠進行分析可知,鋁鐵相在Al-1.25Fe合金中大多分布在晶界處,在Al-1.89Fe合金、Al-2.98Fe合金鑄態(tài)組織中多以長條狀分布。Al-1.25Fe合金的硬度整體低于Al-1.89Fe合金、Al-2.98Fe合金的硬度,當(dāng)鑭元素添加量較低時,鑭元素的主要作用為固溶強化作用,硬度升高;鑭元素添加量稍高時,起到細(xì)化晶粒和變質(zhì)作用,其中細(xì)化晶粒使硬度上升,變質(zhì)作用細(xì)化粗大的硬而脆的鋁鐵相,使硬度降低;鑭元素添加量更高時會發(fā)生偏聚,起到第二相強化作用,硬度上升。以Al-1.42Fe合金為代表,對不同鑭元素添加量的軋制態(tài)亞共晶鋁鐵合金進行分析可知,熱軋板、冷軋板及退火板中鋁鐵相的形貌一般為長條狀且平行于軋制方向,添加少量的鑭元素后鋁鐵相均得到了明顯的細(xì)化;當(dāng)鑭元素添加量較高時,鋁鑭相在鋁基體中廣泛分布,部分鋁鑭相的尺寸較大,對合金的性能有極為不利的影響。鑭元素添加量較少時,鑭元素對Al-1.25Fe合金的影響主要為晶粒細(xì)化,使大小不均勻的晶粒尺寸更加均勻;鑭元素對Al-1.89Fe合金、Al-2.98Fe合金的影響主要為變質(zhì)作用,不同程度地細(xì)化了鋁鐵相。鑭元素添加量較高時,鑭元素在Al-1.25Fe合金鑄態(tài)組織的晶界處偏聚,鑭元素在Al-1.89Fe合金、A1-2.98Fe合金中出現(xiàn)較大的條狀或塊狀的鋁鑭相,合金的性能下降。
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